数控技术及应用课件：数控加工工艺 -

1数控技术及应用2数控加工工艺2.1

数控车削加工工艺2.3数控铣削及加工中心加工工艺数控加工工艺基础

2.22.3数控铣削及加工中心加工工艺3本章教学要点提要本章主要介绍数控加工工艺基础、数控车削加工工艺分析、数控铣削和加工中心加工工艺分析。4本章概要掌握程度掌握数控数控工艺编制的步骤

掌握数控车床加工工艺文件的制定

了解铣削用量的选用

了解切削用量的选用

52.1数控加工工艺基础数控技术的应用与发展，深深地影响着产品加工工艺的设计思路。采用数控加工技术后，美国洛克希德公司C—130大型运输机机体采用钣金结构的比例由90%降到30%，而采用蜂窝结构的比例由10%增到70%。法国达索公司的幻影2000战斗机机体结构件钛合金质量就占28%，复合材料占17%。目前，国内外飞机制造业已广泛采用数控铣削加工的整体结构。原来需要成百上千个钣金零件、连接件装配起来的梁、框、肋、壁板等组件，采用整体结构后只由几个零件组成，现代飞机结构件零件数量比按传统设计的数量约减少一半左右。在提高了整机制造质量的同时，减少了工艺装备数量、装配工作量和飞机质量，从而缩短了周期，降低了成本，生产技术管理工作也大为简化。相关案例数控加工对加工技术的影响6

数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工的过程。2.1数控加工工艺基础2.1.1数控加工工艺概述

数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的经验总结。

1．数控加工工艺的基本特点（1）数控加工工艺远比普通机械加工工艺复杂72.1数控加工工艺基础（2）数控加工工艺设计要有严密的条理性（3）数控加工工艺的继承性较好（4）数控加工工艺必须经过实际验证才能指导生产2．数控加工工艺的主要内容（1）选择适合在数控机床上加工的零件，确定数控机床加工内容。8

（2）对零件图样进行数控加工工艺分析，明确数控加工内容及技术要求。（3）具体设计数控加工工序，如工步的划分、工件的定位与夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等。（4）处理特殊的工艺问题，如对刀点、换刀点的选择，加工路线的确定，刀具补偿等。（5）程编误差及其控制。（6）处理数控机床上部分工艺指令，编制工艺文件。

2.1数控加工工艺基础92.1数控加工工艺基础2.1.2数控加工工艺设计

数控加工工艺设计主要包括下列内容：1．数控加工工艺内容的选择2．数控机床的合理选用3．数控加工工艺性分析4．加工方法的选择与加工方案的确定5．数控加工工艺路线的设计6．数控加工工序的设计7．数控加工工艺守则102.1数控加工工艺基础

1．数控加工工艺内容的选择在数控加工工艺内容选择时，一般可按下列顺序考虑：（1）通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容；（2）通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容；（3）通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。112.1数控加工工艺基础相比之下，下列一些内容不宜选择采用数控加工：（1）占机调整时间长。

（2）加工部位分散，要多次安装、设置原点。（3）按某些特定的制造依据（如样板等）加工的型面轮廓。2.数控机床的合理选用（1）形性能状尺寸适应性

（2）加工精度适应性（3）生产节拍适应性122.1数控加工工艺基础

图2.1

不同零件复杂程度与零件批量下的机床选用图2.2

零件批量与综合费用关系图2.1和图2.2为根据根据国内外数控技术应用实践，数控机床加工的适用范围的定性分析。132.1数控加工工艺基础3．数控加工工艺性分析1）零件图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则（1）尺寸标注应符合数控加工的特点图2.3

尺寸的正确标注方法14（3）定位基准可靠2.1数控加工工艺基础(a)工艺性不好(b)工艺性好图2.4

工艺凸台的应用（2）几何要素的条件应完整、准确152）零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点（1）统一几何类型或尺寸。

（2）内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角半径不应过小。2.1数控加工工艺基础16

（3）零件铣削底平面时，槽底圆角半径r不应过大。2.1数控加工工艺基础图2.6

零件底面圆弧对结构工艺性的影响（4）应采用统一的基准定位。

172.1数控加工工艺基础4．加工方法的选择与加工方案的确定图2.7

旋转体零件的加工（1）旋转体零件的加工根据零件的形状及轮廓特征可分别按以下情况选择加工方法（2）孔系零件的加工18平面轮廓零件的轮廓多由直线和圆弧组成，一般在两坐标联动的铣床上加工。

（3）平面与曲面轮廓零件的加工2.1数控加工工艺基础图2.8

固定斜角斜平面的加工图2.9

变斜角斜平面的加工19（4）模具型腔的加工2.1数控加工工艺基础（5）板材零件的加工（6）平板形零件的加工2）加工方案的确定确定加工方案时，首先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。

202.1数控加工工艺基础表2.1H13～H7孔加工方式(孔长度≤直径的5倍)(单位：mm)孔的精度孔的毛坯性质在实体材料上加工孔预先铸出或热冲出的孔H13、H12一次钻孔用扩孔钻钻孔或镗刀镗孔H11孔径≤10：一次钻孔孔径>10～30：钻孔及扩孔孔径>30～80：钻孔、扩孔或钻、扩、镗孔孔径≤80：粗扩、精扩或单用镗刀粗镗、精镗或根据余量一次镗孔或扩孔H10H9孔径≤10：钻孔及铰孔孔径>10～30：钻孔、扩孔及铰孔孔径>30～80：钻孔、扩孔、铰孔或钻、镗、铰(或镗)孔孔径≤80：用镗刀粗镗(一次或二次，根据余量而定)、铰孔(或精镗)H8H7孔径≤10：钻孔、扩孔、铰孔孔径>10～30：钻孔、扩孔及一次或两次铰孔孔径>30～80：钻孔、扩孔(或用镗刀分几次粗镗)一次或两次铰孔(或精镗)

孔径≤80：用镗刀粗镗(一次或二次，根据余量而定)及半精镗、精镗或精铰

212.1数控加工工艺基础毛坯热处理通用机床加工数控机床加工通用机床加工5．数控加工工艺路线的设计在数控工艺路线设计中主要应注意以下几个问题。1）工序的划分22（1）按安装定位方式划分工序

2.1数控加工工艺基础图2.11

凸轮零件图（2）按所用刀具划分工序

23主要内容2.1数控加工工艺基础（3）按粗、精加工划分工序

（4）按加工部位划分工序

2）工步的划分

下面以加工中心为例来说明工步划分的原则：

（1）同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分开进行。24主要内容2.1数控加工工艺基础（2）对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔。按此方法划分工步，可以提高孔的精度。因为铣削时切削力较大，工件易发生变形。先铣面后镗孔，使其有一段时间恢复，减少由变形引起的对孔的精度的影响。（3）按刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提高加工效率。

3）加工顺序的安排252.1数控加工工艺基础（1）尽量使工件的装夹次数、工作台转动次数、刀具更换次数及所有空行程时间减至最少，提高加工精度和生产率。（2）先内后外原则，即先进行内型内腔加工，后进行外形加工。（3）为了及时发现毛坯的内在缺陷，精度要求较高的主要表面的粗加工一般应安排在次要表面粗加工之前；大表面加工时，因内应力和热变形对工件影响较大，一般也需先加工。262.1数控加工工艺基础（4）在同—次安装中进行的多个工步，应先安排对工件刚性破坏较小的工步。（6）加工中容易损伤的表面(如螺纹等)，应放在加工路线的后面。（5）为了提高机床的使用效率，在保证加工质量的前提下，可将粗加工和半精加工合为一道工序。（7）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑。272.1数控加工工艺基础4）数控加工工序与普通工序的衔接6．数控加工工序的设计1）确定走刀路线和安排工步顺序（1）选择最短走刀路线，减少空行程时间，以提高加工效率。（2）为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，精加工时，最终轮廓应安排在最后一次走刀连续加工出来。282.1数控加工工艺基础（3）刀具的进退刀（切入与切出）路线要认真考虑，以尽量减少在轮廓处停刀以避免切削力突然变化造成弹性变形而留下刀痕。（4）要选择工件在加工后变形较小的路线。2）定位基准与夹紧方案的确定（1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一；（2）尽量减少装夹次数，尽可能做到在一次定位装夹后就能加工出全部待加工表面；（3）避免采用占机人工调整式方案。292.1数控加工工艺基础3）夹具的选择（1）当零件加工批量小时，尽量采用组合夹具、可调式夹具及其它通用夹具；（2）当成批生产时，考虑采用专用夹具，但应力求结构简单；（3）夹具尽量要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀，以免产生碰撞；（4）装卸零件要方便可靠，以缩短准备时间，有条件时，批量较大的零件应采用气动或液压夹具、多工位夹具等。302.1数控加工工艺基础4）刀具的选择5）确定对刀点与换刀点（1）刀具的起点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。如以孔定位的零件，应将孔的中心作为对刀点，以提高零件的加工精度；（2）对刀点应选在便于观察和检测，对刀方便的位置上；（3）对于建立了绝对坐标系统的数控机床，对刀点最好选在该坐标系的原点上，或者选在已知坐标值的点上，以便于坐标值的计算。6）确定切削用量312.1数控加工工艺基础7．数控加工工艺守则表2.2数控加工工艺守则（JB/T9168.10-1998）项

目要

求

内

容加工前的准备(1)操作者必须根据机床使用说明书熟悉机床的性能、加工范围和精度，并要熟练地掌握机床及其数控装置或计算机各部分的作用及操作方法。(2)检查各开关、旋钮和手柄是否在正确位置。(3)启动控制电气部分，按规定进行预热。(4)开动机床使其空运转，并检查各开关、按钮、旋钮和手柄的灵敏性及润滑系统是否正常等。(5)熟悉被加工件的加工程序和编程原点。322.1数控加工工艺基础刀具与工件的装夹(1)安放刀具时应注意刀具的使用顺序，刀具的安放位置必须与程序要求的顺序和位置一致。(2)工件的装夹除应牢固可靠外，还应注意避免在工作中刀具与工件或刀具与夹具发生干涉。加

工(1)进行首件加工前，必须经过程序检查(试走程序)、轨迹检查、单程序段试切及工件尺寸检查等步骤。(2)在加工时，必须正确输人程序，不得擅自更改程序。(3)在加工过程中操作者应随时监视显示装置，发现报警信号时应及时停车排除故障。(4)零件加工完后，应将程序纸带、磁带或磁盘等收藏起来妥善保管，以备再用。332.1数控加工工艺基础

(1)高速钢。(2)硬质合金。

(3)涂层硬质合金。

(4)陶瓷材料。(5)立方氮化硼(CBN)。

2.1.3数控机床的刀具与工具系统1．数控加工刀具材料(6)聚晶金刚石(PCD)。

342.1数控加工工艺基础如图2.12所示。TSG82系统是镗铣类数控工具系统，是联系数控机床的主轴与刀具之间的辅助系统。

2．数控机床加工用工具系统Ⅰ352.1数控加工工艺基础ⅡⅠ362.1数控加工工艺基础Ⅱ图2.12TSG62数控工具系统图372.1数控加工工艺基础3．数控刀具的刀位点所谓刀位点，如图2.13所示，是指加工和编制程序时，用于表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。

图2.13

数控刀具的刀位点382.1数控加工工艺基础2.1.4数控加工工艺文件的编制1．数控加工工序卡2．数控加工刀具卡3．数控加工走刀路线图编程时，加工路线的确定原则主要有以下几点：加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高；392.1数控加工工艺基础（单位）数控加工工序卡产品名称或代号零件名称零件图号工艺序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备加工车间工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/r背吃刀量mm1T__2T__3T__编制审核批准第页共页402.1数控加工工艺基础表2.4数控加工刀具卡片(2)使数值计算简单，以减少编程工作量；(3)应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空刀时间。4．数控加工程序单表2.5数控加工程序单零件号零件名称编制审核程序号日期日期NGXYZIJKRFMSTHPQ备注412.2数控车削加工工艺2.2.1数控车削的主要加工对象1）精度要求高的回转体零件2）表面粗糙度要求高的回转体3）轮廓形状复杂的回转体零件4）带特殊类型螺纹的回转体零件422.2数控车削加工工艺（1）可加工任何等导程的直、锥、端面螺纹，也可加工增、减导程螺纹，以及要求等导程与变导程间平滑过渡的螺纹（如非标丝杠）。（2）主轴无需变向，螺纹车削效率高。（3）数控车床可以配备精密螺纹切削功能，采用硬质合金成形刀具及较高的转速，所以车出的螺纹精度高，表面粗糙度小。432.2数控车削加工工艺1)数控车刀的类型与选择（1）根据加工用途分类：车床主要用于加工回转表面的零件，所以数控车床的刀具可以分为外圆车刀、内孔车刀、螺纹车刀、切槽刀等。如图2.14所示为常见的车刀种类。2.2.2数控车削加工刀具442.2数控车削加工工艺图2.14

常用车刀的种类、形状及用途

1—切槽刀；2—90°左偏刀；3—90°右偏刀；4—弯头车刀；5—直头车刀；6—成形车刀；7—宽刃精车刀；8—外螺纹车刀；9—端面车刀；10—内螺纹车刀；11—内槽车刀；12—通孔车刀；13—盲孔车刀452.2数控车削加工工艺（2）根据刀尖的形状分类：尖形车刀、圆弧形车刀和成形车刀，如图2.15所示。(a)(b)（c）图2.15

不同刀尖形状数控车刀462.2数控车削加工工艺（3）根据车刀结构分类：整体式车刀、焊接式车刀和机夹式车刀。如图2.16所示。(a)(b)（c）图2.16

不同刀具结构数控车刀472.2数控车削加工工艺2）机夹可转位车刀数控车床使用的刀具，无论是车刀、镗刀、切断刀还是螺纹加工刀具，除经济型数控车床外，目前已广泛地使用机夹式可转位车刀，其结构如图2.17所示。图2.17

机夹式可转位车刀1—刀杆；2—刀片；3—刀垫；4—夹紧元件48（1）机夹可转位车刀的要求和特点要求特点目的精度高采用M级或更高精度等级的刀片；多采用精密级的刀杆；用带微调装置的刀杆在机外预调好。保证刀片重复定位精度，方便坐标设定，保证刀尖位置精度。可靠性高采用断屑可靠性高的断屑槽型或有断屑台和断屑器的车刀；采用结构可靠的车刀，采用复合式夹紧结构和夹紧可靠的其他结构。断屑稳定，不能有紊乱和带状切屑；适应刀架快速移动和换位以及整个自动切削工程中夹紧不得有松动的要求。2.2数控车削加工工艺49换刀迅速采用车削工具系统；采用快速小刀架。迅速更换不同形式的切削部件，完成多种切削加工，提高生产效率。刀片材料刀片多采用涂层刀片。满足生产节拍要求，提高加工效率。刀杆截形刀杆较多采用正方形刀杆，但因刀架系统结构差异大，有的需采用专用刀杆。刀杆与刀架系统匹配。2.2数控车削加工工艺50刀片是机夹可转位刀具的一个最重要组成元件。按照国家标准GB/T2076—2007《切削刀具用可转位刀片型号表示规则》，可转位刀片的形状和表达特性如图2.18所示。（2）可转位硬质合金刀片的标记图2.18

机夹式可转位刀片的形状和表达特性2.2数控车削加工工艺51例如图2.19所示。10个号位表示的具体含义可查阅相应数控刀具手册。图2.19

机夹式可转位刀片型号表示方法（3）机夹可转位刀片与刀杆的固定方式固定方式通常有螺钉式压紧、上压式压紧、杠杆式压紧和综合式压紧等几种，如图2.20所示。2.2数控车削加工工艺52（a）

螺钉式压紧（b）

上压式压紧1—刀片；2—螺钉；3—刀垫；4—刀体1—刀体；2—刀垫；3—螺钉；4—刀片；

5—压紧螺钉；6—压板2.2数控车削加工工艺531—刀体；2—杠杆；3—弹簧套；4—刀垫；5—刀片；6—压紧螺钉；7—调整弹簧；8—调节螺钉1—刀体；2—刀垫；3—刀片；4—圆柱销；5—压块；6—压紧螺钉（c）

杠杆式压紧（d）

综合式压紧图2.20-23

机夹式可转位刀片固定方式2.2数控车削加工工艺542.2.3数控车削加工走刀路线下面是数控车削加工零件时常用的加工路线。1．轮廓粗车进给路线图2.24粗车进给路线示例图2.2数控车削加工工艺55

1)车削圆锥的加工路线图2.22所示为车削正圆锥的两种加工路线。按图2.22(a)车削正圆锥时，需要计算终刀距S。设圆锥大径为D，小径为d，锥长为L，背吃刀量为ap，则由相似三角形可知：(D—d)／(2L)=ap／S(2-1)

根据式(2-1)，便可计算出终刀距S的大小。图2.25粗车正锥进给路线2.2数控车削加工工艺562)车削圆弧的加工路线（1）车锥法粗车圆弧图2.23所示为车锥法粗车圆弧的切削路线，即先车削一个圆锥，再车圆弧。

BD=OB—OD=0．414R(2-2)图2.26车锥法粗车圆弧2.2数控车削加工工艺57（2）车阶梯法粗车圆弧(a)(b)图2.27大余量毛坯的阶梯车削路线2.2数控车削加工工艺58（3）车圆法粗车圆弧。图2.28车圆法粗车圆弧2.2数控车削加工工艺592．空行程进给路线

（2）巧用起刀点和换刀点图2.29巧用起刀点(1)合理安排“回零”路线第一刀为A→B→C→D→A；第二刀为A→E→F→G→A；第三刀为A→E→F→G→A。车刀先由对刀点A运行至起刀点B；第一刀为B→C→D→E→B；第二刀为B→F→G→H→B；第三刀为B→I→J→K→B。2.2数控车削加工工艺603．轮廓精车进给路线4．特殊的加工路线图2.30两种不同的进给方法2.2数控车削加工工艺61

图2.31嵌刀现象图2.32合理的进给方案2.2数控车削加工工艺62图2.33车削螺纹时的引入距离δ1和超越距离δ25．车削螺纹加工路线2.2数控车削加工工艺63图2.34先粗后精示例6．加工顺序的安排加工路线的确定，还应遵循零件车削加工顺序的一般原则，具体如下：（1）先粗后精的原则（2）先近后远的原则（3）先内后外、内外交叉的原则2.2数控车削加工工艺642.2.4数控车削加工切削用量切削用量，都应在机床说明书给定的允许范围内选择，并应考虑机床工艺系统的刚性和机床功率的大小。下面介绍几个常用车削用量的选择方法。

（1）切削速度()或主轴转速(n)的确定切削速度可按式(2-2)计算或查表选取，还可根据实践经验确定。表2.7所示为硬质合金外圆车刀切削速度的参考值，供参考。=表2.7硬质合金外圆车刀切削速度参考值

（2-2）2.2数控车削加工工艺65工件材料热处理状态ap=0.3～2mmap=2～6mmap=6～lOmmf=0.08～0.3mm／rf=0.3～0.6mm／rf=0.6～1mm／rvc／(m/min)低碳钢、易切钢热轧140～180100～12070～90中碳钢热轧130～16090～ll060～80调质100～13070～9050～70合金结构钢热轧100～13070～9050～70调质80～11050～7040～60工具钢退火90～12060～8050～70灰铸铁HBS<19090～12060～8050～70HBS＝190～25080～11050～7040～60高锰钢WMn13%10～202.2数控车削加工工艺66铜及铜合金200～250120～18090～120铝及铝合金300～600200～400150～200铸铝合金Wsi13%100～18080～15060～100注意：按照上述方法确定的切削用量进行加工，工件表面的加工质量未必十分理想。因此，切削用量的具体数值还应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用模拟方法确定，使主轴转速、背吃刀量及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。2.2数控车削加工工艺672.2.5典型零件的数控车削加工工艺1．轴类零件数控车削工艺分析典型轴类零件如图2.32所示，零件材料为45钢，无热处理和硬度要求，试对该零件进行数控车削工艺分析。图2.35典型轴类零件2.2数控车削加工工艺68

1）零件图工艺分析（1）对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。（2）在轮廓曲线上，有三处为圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。（3）为便于装夹，坯件左端应预先车出夹持部分（双点画线部分），右端面也应先粗车出并钻好中心孔。毛坯选φ60mm棒料。2）选择设备根据被加工零件的外形和材料等条件，选用TND360数控车床。2.2数控车削加工工艺693）确定零件的定位基准和装夹方式（1）定位基准确定坯料轴线和左端大端面(设计基准)为定位基准。（2）装夹方法左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧，右端采用活动顶尖支承的装夹方式。4）确定加工顺序及进给路线加工顺序按由粗到精、由近到远(由右到左)的原则确定。即先从右到左进行粗车(留0.25mm精车余量)，然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。

5）刀具选择（1）选用φ5mm中心钻钻削中心孔。（2）粗车及平端面选用90°硬质合金右偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉(可用作图法检验)，副偏角不宜太小，选=35°。2.2数控车削加工工艺70（3）精车选用90°硬质合金右偏刀，车螺纹选用硬质合金60°外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取表2.8数控加工刀具卡片产品名称或代号×××零件名称轴零件图号×××序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T01φ5中心钻1钻φ5中心孔2T02硬质合金90°外圆车刀l车右端面及粗车轮廓右偏刀3T03硬质合金90°外圆车刀1精车轮廓右偏刀4T04硬质合金60°外螺纹车刀1车螺纹编制×××审核×××批准×××共页第页2.2数控车削加工工艺71=0.15～0.2mm。将所选定的刀具参数填人数控加工刀具卡片中(见表2.8)，以便编程和操作管理。6）切削用量选择（1）背吃刀量的选择（2）主轴转速的选择（3）进给速度的选择表2.9数控加工工艺卡片单位×××产品名称或代号零件名称材料零件图号×××轴45钢×××工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间××××××三爪卡盘和活动顶尖×××TND360×××2.2数控车削加工工艺72工步号工步内容刀具号刀具规格mm主轴转速r/min进给速度mm/min背吃刀置mm备注1平端面T0225×25500手动2钻中心孔TOlφ5950手动3粗车轮廓T0225×255002003自动4精车轮廓T0325×2512001800.25自动5粗车螺纹T0425×253209600.4自动6精车螺纹T0425×253209600.1自动编制×××审核×××批准×××共1页第1页2.2数控车削加工工艺732．套类零件的数控车削加工工艺分析如图2.33所示为锥孔螺母套零件，该零件材料为45钢，无热处理和硬度要求。单件小批量生产，所用机床为CJK6240，试对该零件进行数控车削工艺分析。图2.36锥孔螺母套零件2.2数控车削加工工艺741）零件工艺分析（1）零件图样上带公差的尺寸，除内螺纹退刀槽尺寸250-0.084公差值较大，编程时可取平均值24．958外，其他尺寸因公差值较小，故编程时不必取其平均值，而取基本尺寸即可。（2）左右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序加工前，应该先将左右端面车出来。（3）内孔圆锥面加工完后，需调头再加工内螺纹。

2）确定装夹方案图2.37外轮廓车削心轴定位装夹方案2.2数控车削加工工艺75

3）确定加工顺序及进给路线图2.38外轮廓车削进给路线4）刀具选择表2.10数控加工刀具卡片产品名称或代号数控车工艺分析实例零件名称锥孔螺母套零件图号程序编号2.2数控车削加工工艺76工步号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径mm备注1T0145°硬质合金端面车刀l车端面0.52T02φ4mm中心钻l钻φ4mm中心孔3T03φ31.5mm的钻头1钻孔4T04镗刀1镗孔及镗内孔锥面0.45T05φ32mm的铰刀1铰孔6T06内槽车刀1切5mm宽螺纹退刀槽0.47T07内螺纹车刀1车内螺纹及螺纹孔倒角0.38T0893°右手偏刀l自右至左车外表面0.29T0993°左手偏刀l自左至右车外表面0.2编制

审核批准

共1页第1页2.2数控车削加工工艺77

5）确定切削用量6）填写工艺文件表2.11数控加工工序卡片(单位名称)数控加工工序卡片产品名称或代号零件名称材料零件图号数控车工艺分析实例锥孔螺母套45钢工序号程序编号夹具编号使用设备车间CJK6240工步号工步内容刀具号刀具规格mm主轴转速r/min进给速度mm/min背吃刀量mm备注2.2数控车削加工工艺781平端面T0125×253201手动2钻中心孔T02φ49502手动3钻孔T03φ32.520015.75手动4镗通孔至尺寸φ31.9mmT0420×20320400.2自动5铰孔至尺寸φ32+0.0330T05φ323200.1手动6粗镗内孔斜面T0420×20320400.8自动2.2数控车削加工工艺797精镗内孔斜面保证(1：5)±6′T0420×20320400.2自动8粗车外圆至尺寸φ71mm光轴T0825×253201手动9调头车另一端面，保证长度尺寸76rnmT0125×25320自动10粗镗螺纹底孔至尺寸φ34mmT0420×20320400.5自动11精镗螺纹底孔至尺寸34.2mmT0420×20320250.1手动12切5mm内孔退刀槽T0616×16320手动2.2数控车削加工工艺8013φ34.2mm孔边倒角c2T0716×16320自动14粗车内孔螺纹T0716×163200.4自动15精车内孔螺纹至M36×2-7HT0716×163200.1自动16自右至左车外表面T0825×25320300.2自动17自左至右车外表面T0925×25320300.2自动编制审核批准共l页第1页2.2数控车削加工工艺813．螺纹车削加工工艺分析1）零件图的分析图2.39螺纹类零件2.2数控车削加工工艺822）加工方案及加工路线的确定3）零件的装夹及夹具的选择4）刀具和切削用量的选择5）尺寸计算2.2数控车削加工工艺832.3.1数控铣销及加工中心加工特点（1）多刃切削。铣刀同时有多个刀齿参加切削，生产率高。（2）断续切削。铣削时，刀齿依次切入和切出工件，易引起周期性冲击振动。（3）半封闭切削。铣削的刀齿多，相应每个刀齿的容屑空间小，呈半封闭状态，容屑和排屑条件差。与普通机床加工相比，数控铣削和加工中心具有许多显著的工艺特点。

（1）加工灵活、通用性强（2）加工精度高（3）生产效率高（4）减轻操作者劳动强度2.3数控铣削及加工中心加工工艺842.3.2数控铣削及加工中心加工对象1．数控铣床加工对象根据数控铣床的特点，适合于数控铣削的主要加工对象有以下几类。（1）平面类零件

图2.40平面类零件2.3数控铣削及加工中心加工工艺85（2）变斜角类零件（3）曲面类（立体类）零件

图2.41变斜角类零件图2.42曲面类零件（4）孔及螺纹2.3数控铣削及加工中心加工工艺862．加工中心加工对象1）既有平面又有孔系的零件（1）箱体类零件

图2.43箱体类零件2.3数控铣削及加工中心加工工艺87（2）盘、套、板类零件图2.44盘、套类零件2.3数控铣削及加工中心加工工艺882）结构形状复杂的曲面类零件图2.45结构形状复杂的曲面2.3数控铣削及加工中心加工工艺893）外形不规则的异形类零件图2.46异型零件4）特殊加工5）其他类零件2.3数控铣削及加工中心加工工艺902.3.3数控铣削及加工中心加工工艺装备选用1．铣削加工刀具选择立铣刀加工时，如图2.47所示，刀具的有关参数，推荐按下述经验数据选取。

(1)刀具半径r应小于零件内轮廓面的最小曲率半径ρ，一般取r=(0.8～0.9)ρ。(2)零件的加工高度H≤(1/6～1/4)r，以保证刀具有足够的刚度。(3)对不通孔(深槽)，选取l=[H+(5～10)]mm(l为刀具切削部分长度，H为零件高度)。(4)加工外形及通槽时，选取l=[H+re+(5～10)]mm(re为刀尖角半径)。(5)粗加工内轮廓面时，铣刀最大直径D可按下式计算(图2.45)。2.3数控铣削及加工中心加工工艺91（2-3）(6)加工肋时，刀具直径为D=(5～10)b(b为肋的厚度)。图2.47刀具尺寸选择图2.48粗加工铣刀直径估算法2.3数控铣削及加工中心加工工艺92对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀等，如图2.46所示。(a)球头铣刀(b)环形铣刀(c)鼓形铣刀(d)锥形铣刀(e)盘形铣刀图2.49常用铣刀2.3数控铣削及加工中心加工工艺932．孔加工刀具数控孔加工刀具常用的有钻头、镗刀、铰刀和丝锥等。(1)钻头。

图2.50可转位浅孔钻2.3数控铣削及加工中心加工工艺94(2)镗刀。

镗刀按切削刃数量可分为单刃镗刀和双刃镗刀。镗削通孔、阶梯孔和不通孔可分别选用图2.48(a)、(b)、(c)所示的单刃镗刀。(a)通孔镗刀(b)阶梯孔镗刀(c)不通孔镗刀图2.51单刃镗刀1—调节螺钉2—紧固螺钉2.3数控铣削及加工中心加工工艺95在孔的精镗中，目前较多地选用精镗微调镗刀。

其结构如图2.49所示。

图2.52精镗微调镗刀

1—刀体2—刀片3—调整螺母4—刀杆5—螺母6—拉紧螺钉7—导向键2.3数控铣削及加工中心加工工艺96(3)铰刀。加工公差等级为IT8～IT9级、表面粗糙度Ra为0.8μm～1.6μm的孔时，通常采用标准铰刀。加工公差等级为IT5～IT7级、表面粗糙度Ra为0.7μm的孔时，可采用机夹硬质合金刀片的单刃铰刀。这种铰刀的结构如图2.50所示

图2.53硬质合金单刃铰刀1、7—螺钉2—导向块3—刀片4—楔套5—刀体6—销子2.3数控铣削及加工中心加工工艺97铰削公差等级为IT6～IT7级，表面粗糙度Ra为0.8μm～1.6μm的大直径通孔时，可选用专为加工中心设计的浮动铰刀。图2.51所示的即为加工中心上使用的浮动铰刀。

图2.54加工中心上使用的浮动铰刀1—刀杆体2—可调式浮动铰刀体3—圆锥端螺钉4—螺母5—定位滑块6—螺钉2.3数控铣削及加工中心加工工艺982.3.4数控铣削及加工中心走刀路线的确定1．铣削加工走刀路线的确定1）立铣刀切削的进/退刀控制方法

(1)深度方向切入工件的进／退刀方式数控编程软件通常有3种深度方向切人工件进刀的方式：一是直接垂直向下进刀，二是斜线轨迹进刀方式，如图2.55所示；三是螺旋式轨迹进刀方式。2.3数控铣削及加工中心加工工艺99图2.55斜线进刀示意图（2）水平方向进/退刀方式精加工轮廓时，一般以被加工表面相切的圆弧方式接触和退出工件表面。2.3数控铣削及加工中心加工工艺100当铣削平面零件外轮廓时，一般是采用立铣刀侧刃切削。(a)沿切削起始点延伸线(b)沿切线方向图2.56刀具切入和切出外轮廓的加工路线2.3数控铣削及加工中心加工工艺101当铣削封闭的内轮廓表面时，若内轮廓曲线允许外延，则应沿切线方向切入切出。图2.57刀具切入和切出内轮廓的加工路线2.3数控铣削及加工中心加工工艺102图2.58无交点内轮廓刀具切入和切出的加工路线2.3数控铣削及加工中心加工工艺103图2.59刀具切入和切出内轮廓的加工路线2.3数控铣削及加工中心加工工艺1042）铣削方向(a)顺铣(b)逆铣2.3数控铣削及加工中心加工工艺105

3)铣削内槽的加工路线所谓内槽是指以封闭曲线为边界的平底凹槽。这种内槽在模具零件较常见，都采用平底立铣刀加工，刀具圆角半径应符合内槽的图样要求。（a）行切法（b）环切法（c）先行切后环切2.3数控铣削及加工中心加工工艺106

4)铣削曲面的加工路线2.3数控铣削及加工中心加工工艺1072．孔加工走刀路线的确定

1)确定XY平面内的加工路线(1)走刀路线最短

2.3数控铣削及加工中心加工工艺108

(2)定位要准确2.3数控铣削及加工中心加工工艺1092)确定Z向(轴向)的加工路线图示为加工单个孔时刀具的加工路线。对多孔加工，为减少刀具空行程进给时间，加工中间孔时，刀具不必退回到初始平面，只要退到R平面即可，其加工路线如图所示。快速移动进给路线